(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）基板上にバッファ層を成長させる工程、
（２）前記バッファ層上にＧａＮ層を成長させる工程、
（３）前記ＧａＮ層上に一対以上のＧａＮとＡｌＮ反射器膜を成長させる工程、
（４）前記反射器膜上にＧａＮおよびＡｌＮの１対以上の層から構成される超格子とＧａＮ層とからなるひずみ解放層を成長させる工程、
（５）前記（４）工程のＧａＮ層上に一対以上のＧａＮとＡｌＮ反射器膜を成長させる工程、
を備え、前記（４）および（５）の工程は１回以上行うことを特徴とするIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項２】
前記基板は、サファイヤ、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン基板から選択される少なくとも１つ、またはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項３】
前記バッファ層は１００〜１０００℃の温度で成長することを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項４】
前記バッファ層上のＧａＮ層は、基板をＭＯＣＶＤ反応室に置き、圧力が５０〜５００Tｏｒｒおよび回転速度が９００ｒｐｍで成長することを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項５】
前記反射器膜は、キャリヤーガスである窒素（Ｎ２）の流量が１０〜６０００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）の流量が０〜２００ｓｃｃｍ、圧力が１〜３００Ｔｏｒｒ、および温度が３００〜１５００℃において成長することを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項６】
前記反射器膜は、ＮＨ３の流量が１００〜１５００ｓｃｃｍ、ＴＭＧａの流量が１〜２０ｓｃｃｍ、およびＴＭＡｌの流量が１０〜２００ｓｃｃｍの条件で成長することを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項７】
前記反射器膜のＧａＮ層は、有機金属化学気相エピタキシー法、水素化物気相エピタキシー法、分子線エピタキシー法、またはホットウォールエピタキシー法により成長することを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項８】
前記バッファ層の厚さは、１〜１００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項９】
前記バッファ層のＧａＮ層の厚さは、１０〜１００ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項１０】
前記反射器膜の各層の光学的厚さは１／４（１±２０％）波長であり、ＡｌＮ／ＧａＮ層対の合計光学的厚さは１／２波長であることを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法。
【請求項１１】
バッファ層、ＧａＮ層、一対以上のＧａＮ／ＡｌＮにより構成される反射器膜、ＧａＮ／ＡｌＮの一対以上の層から構成される超格子とＧａＮ層とからなるひずみ解放層、および前記ひずみ解放層上に形成された一対以上のＧａＮ／ＡｌＮにより構成される反射器膜を備え、前記ひずみ解放層および前記ひずみ解放層上に形成された反射器膜からなる組は１組以上存在し、前記順に基板上に成長させ、前記超格子の光学的厚さは１／４波長である請求項１〜１０のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とする分布ブラッグ反射器。
【請求項１２】
前記超格子の両側は薄いＡｌＮ層であることを特徴とする請求項１１に記載の分布ブラッグ反射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラックがなく高い反射率と広いストップバンドを有するIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法に関する。特に、クラックを含まない高反射率かつ広ストップバンドを有するIII族窒化物基分布ブラッグ反射器を製造する方法に関する。III族窒化物基分布ブラッグ反射器は、垂直空洞面発光レーザー、微小空洞発光ダイオード、共振空洞発光ダイオードおよび光検出器等の光学素子に広範囲に適用される。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば１５５０ｎｍ、１３１０ｎｍ、８５０ｎｍ、６７０ｎｍ等において様々なレーザー波長を発生する能力、優れた光電特性、および様々な種類の材料が利用可能であるために、垂直空洞面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）が普及してきている。
【０００３】
様々な材料により構成されるＶＣＳＥＬに関しては、優れた光電特性のために、分布ブラッグ反射器付きの垂直空洞面発光レーザー、微小空洞発光ダイオード（ＭＣＬＥＤ）、および共振空洞発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）が、フルカラー表示、フォトリソグラフィ、超高密度光メモリ、および高輝度白色光源に広く応用されている。例えば、III族窒化物基ＶＣＳＥＬ（III−Ｎ−ＶＣＳＥＬ）は、端面発光型レーザーを凌いで、円形のビーム形、垂直方向の発光、低閾値電流、単一縦モード、および二次元配列の形成を含む多くの優位な特性を有する。III族窒化物基共振空洞発光ダイオード（III−Ｎ−ＲＣＬＥＤ）は、プラスチック光ファイバーに広く応用されている。また、ＧａＮ／Ａｌ（Ｇａ）Ｎ、ＡｌＮ／Ｇａ（Ａｌ）Ｎ多層膜は、底面側の高反射率ミラーとして用いられている。
【０００４】
一般に、ＶＣＳＥＬは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）あるいは水素化物気相エピタキシー法（ＨＶＰＥ）、またはホットウォールエピタキシー法（ＨＷＥ）により層を析出させることにより、例えば絶縁サファイヤ単結晶、種々の酸化物結晶、炭化珪素単結晶、およびIII−Ｖ族化合物半導体単結晶などの基板上に成長する。
【０００５】
典型的なＶＣＳＥＬは、半導体であるｎ型、ｐ型、および活性層、さらに分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）、電流制限構造、基板、および接続端子から構成される。活性層は、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ<１、０≦ｙ<１、ｘ＋ｙ<１）の式を有するＧａＮ基化合物から一般に構成される。通常、ＶＣＳＥＬの場合、ＧａＮ等の大きなバンドギャップ材料により挟まれたＩｎＧａＮを、特別な組成かつ発光波長で用いる。それらは、２つの異質構造、または単一量子井戸構造、または多量子井戸効果を有する。しかし、多量子井戸の活性層を有するＧａＮ基発光素子は、高駆動電圧で所望の出力パワーを達成するのが難しい。
【０００６】
ＶＣＳＥＬに起因するこれらの問題を解決するために、多くの提案がなされている。例えば、下記非特許文献１では、反射器を成長させる前に一組のＧａＮ／ＧａＡｌＮ超格子を成長させて、ひずみを解放しクラックのないＧａＮ／ＧａＡｌＮ反射器を得ていた。ＧａＡｌＮ材料とＧａＮ材料では屈折率の差が小さいため、狭いストップバンドで高反射率を達成するために多数の反射器の対が必要である。しかし、ＧａＮ基材料はサファイヤ上に成長する。ＧａＮとサファイヤとの間には大きな格子の不整合があるので、ＧａＮエピ層中には多数の転位や欠陥がある。それらはエピ層の品質に影響を及ぼし、光損失を引起して反射率を低下させる。例えば、下記非特許文献１において、３０層を超える反射器を直接成長させることは大変困難である。
【０００７】
さらに、下記非特許文献２では、高い反射率で広いストップバンドを有するＡｌＮ／ＧａＮ分布ブラッグ反射器をＭＢＥにより成長させた。この工程は反射器の対の数を約２０〜２５に効果的に減らしているが、ＡｌＮとＧａＮとの間の格子不整合に起因して表面にクラックが存在するために、高品質な反射器を得ることが難しい。
【０００８】
上述のように、分布ブラッグ反射器は、高品質、高反射率、および広ストップバンドという素子の要件に達していない。垂直空洞面発光レーザーを実現する観点から、クラックの発生を抑えて高い反射率および広いストップバンドを有する分布ブラッグ反射器を達成するという提案を行う。
【０００９】
【非特許文献１】Ｎａｋａｄａ、Ｈ.Ｉｓｈｉｋａｗａ、Ｔ．Ｅｇａｗａ、Ｔ．Ｊｉｍｂｏ，「サファイヤ上のＧａＮ／ＡｌＧａＮ分布ブラッグ反射器有機金属化学気相成長法を用いて成長させたＧａＮ／ＡｌＧａＮ超格子によるサファイヤ上のＧａＮ／ＡｌＧａＮ分布ブラッグ反射器中におけるクラック発生の抑制」Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｐｔ．２ ４２（２００３）Ｌ１４４
【非特許文献２】Ｈ．Ｍ．Ｎｇ、Ｔ．Ｄ．Ｍｏｕｓｔａｋａｓ、Ｓ．Ｎ．Ｇ．Ｃｈｕ，「分子線エピタキシー法で成長させた高反射率ブロードバンド幅ＡｌＮ／ＧａＮ分布ブラッグ反射器」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７６（２０００）２８１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のようなＤＢＲに存在する問題点を解決するために、本発明は、クラックがなく高い反射率と広いストップバンドを有するＤＢＲの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の発明者らは、垂直空洞面発光レーザー用のＤＢＲについて鋭意研究を行い、上記問題点を解決する本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下のような目的を持つ。
（１）基板上に成長するバッファ層と、
（２）バッファ層上に成長する厚いＧａＮ層と、
（３）厚いＧａＮ層上に成長する一対以上の１／４波長ＧａＮとＡｌＮ反射器膜と、
（４）一対以上のＡｌＮ／ＧａＮ層から形成される超格子（１／４波長）、および１／４波長ＧａＮ層からなるひずみ解放層と、
（５）前記ひずみ解放層上に形成された一対以上の１／４波長ＧａＮとＡｌＮ反射器膜と、
を備えるIII族窒化物基分布ブラッグ反射器の製造方法。
【００１３】
請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造に関して、ＧａＮ等の基板と同じ格子定数であること以外は、全て異なる格子定数の材料から少なくとも１つの基板が選択される。例えば、基板はサファイヤ、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、およびシリコン基板のうちの１つである。
【００１４】
バッファ層は１００〜１０００℃の成長温度で成長する請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００１５】
バッファ層上の厚いＧａＮ層は、基板をＭＯＣＶＤ反応室に置き、成長圧力が５０〜５００Ｔｏｒｒおよび回転速度が９００ｒｐｍで成長する請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００１６】
キャリヤーガスである窒素（Ｎ２）の流量が１０〜６０００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）の流量が０〜２００ｓｃｃｍ、成長圧力が１〜３００Ｔｏｒｒ、ＮＨ３の流量が１００〜１５００ｓｃｃｍ、ＴＭＧaの流量が１〜２０ｓｃｃｍ、ＴＭＡｌの流量が１０〜２００ｓｃｃｍ、および温度が３００〜１５００℃において反射器膜が成長する請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００１７】
超格子はＤＢＲの成長と同じ条件で成長するが、成長時間は反射器膜よりも短い請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００１８】
有機金属化学気相エピタキシー法、水素化物気相エピタキシー法、分子線エピタキシー法、またはホットウォールエピタキシー法により、全てのエピ層が成長する請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００１９】
バッファ層の厚さは、１〜１００ｎｍの範囲内にある請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００２０】
バッファ層のＧａＮ層の厚さは、１０ｎｍ〜１００μｍの範囲内である請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００２１】
反射器膜の各層の光学的厚さは１／４（１±２０％）波長であり、ＡｌＮ／ＧａＮ層対の合計厚さは１／２波長である請求項１に記載のIII族窒化物基ＤＢＲの製造方法。
【００２２】
バッファ層、ＧａＮ層、一対以上のＧａＮ／ＡｌＮ反射器膜、一対以上のＡｌＮ／ＧａＮ層から形成される超格子およびＧａＮ層からなるひずみ解放層、一対以上のＧａＮ／ＡｌＮ反射器膜をこの順に成長させて、ひずみ解放層は（光学的厚さが１／４波長である）一組のＡｌＮ／ＧａＮ超格子と１／４波長ＧａＮ層から成る第１〜１０項のいずれかに記載の方法により製造されるＤＢＲ。
【００２３】
超格子の両側は薄いＡｌＮ層である請求項１１に記載の分布ブラッグ反射器。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面および実際の実施例を参照して本発明を詳細に例示し説明する。但し、例示した図面および実際の実施例は、本発明の最良の実施例およびその実践的な応用として有用なものであり、また当該分野の技術者が本発明の範囲を限定するのではなく、その概念と有効性をより良く理解する手助けとしても有用である。さらに、本発明および添付の特許請求の範囲が、本発明の精神と範囲内において本発明の目的とするその他の変形および変更に及ぶことを、当該分野の技術者は認識するであろう。
【００２５】
図１は、２０対のIII族窒化物基分布ブラッグ反射器の概略的な構造を示す。図１に示すように、本分布ブラッグ反射器は、少なくとも基板、バッファ層、厚いＧａＮ層、一対以上のＧａＮ／ＡｌＮ反射器膜、および一対以上のＡｌＮ／ＧａＮ超格子およびＧａＮ層からなるひずみ解放層を備える。本分布ブラッグ反射器は、有機金属化学気相エピタキシー法、水素化物気相エピタキシー法、分子線エピタキシー法、またはホットウォールエピタキシー法により成長させる。比較として、成長パラメータを変えずに、別の２０対のＡｌＮ／ＧａＮのＤＢＲをＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入しない状態で成長させた。
【００２６】
また、このIII族窒化物基分布ブラッグ反射器は、サファイヤ基板上に成長させたＧａＮバッファ層とＧａＮバッファ層上に成長させた厚さ２〜３μｍのＧａＮ層を備える。１対以上のＡｌＮ／ＧａＮ反射器膜がＧａＮ層上に成長した。ＤＢＲ対の数は、観測可能なクラックがないことにより制限される。このときはＤＢＲ対の数が５を超えるとクラックが観測された。ＧａＡｌＮ（ＡｌＮ）／ＧａＮ超格子と１／４波長ＧａＮ層とから成るひずみ解放層を成長させた。超格子の両側は、薄いＧａＡｌＮ（ＡｌＮ）層である。超格子の厚さは１／４波長である。その後、１対以上のＡｌＮ／ＧａＮ反射器膜を成長させる。必要に応じて、これらの工程を繰り返して所定反射率のＤＢＲを得る。
【００２７】
さらに、このIII族窒化物基分布ブラッグ反射器において、ＧａＮバッファ層と厚さ２〜３μｍのＧａＮ層は、本発明に影響を与えることなく、すべてのIII族窒化物エピ層により置き換えてもよい。例えば、これらのIII族窒化物エピ層はＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、およびＧａＮのいずれかから選択される。
【００２８】
本方法において分布ブラッグ反射器に用いる基板は、特別な制限なしに、ＧａＮ材料と異なる格子定数を有するすべての材料の少なくとも１つから選択してよい。例えば、基板は、サファイヤ、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン基板のうちの１つである。サファイヤが好適である。
【００２９】
さらに、本発明においてバッファ層の成長温度は、通常１００〜１０００℃の範囲内にあり、５００℃が好適である。さらに、バッファ層の厚さは、その後のエピ層の品質に影響を与えない限り特に制限がないが、通常、バッファ層の厚さは１〜１００ｎｍの範囲内であり、好適には５〜８０ｎｍであり、さらに好適には１５〜５０ｎｍである。ＧａＮ層の厚さは、通常１〜３μｍの範囲内である。
【００３０】
次に、分布ブラッグ反射器の本製造によれば、特別な制限なしに、すべての従来技術の方法、例えば、有機金属化学気相エピタキシー法、水素化物気相エピタキシー法、分子線エピタキシー法、またはホットウォールエピタキシー法により、ＧａＮ層を成長させることが可能である。また、通常ＧａＮ層は、成長圧力が５０〜５００Ｔｏｒｒで回転速度が１０００ｒｐｍより低速で成長し、好適には圧力が１〜３００Ｔｏｒｒで回転速度が約９００ｒｐｍである。ＧａＮ層の厚さは、その後のエピ層の品質に影響を与えない限り特に制限がないが、通常、ＧａＮ層の厚さは０．５〜１０μｍの範囲内であり、好適には３μｍである。
【００３１】
分布ブラッグ反射器の本製造によれば、特別な制限なしに、すべての従来技術の方法、例えば、有機金属化学気相エピタキシー法、水素化物気相エピタキシー法、分子線エピタキシー法、またはホットウォールエピタキシー法により、反射器膜を成長させることが可能である。また、キャリヤーガスである窒素（Ｎ２）の流量が１０〜６０００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）の流量が０〜５００ｓｃｃｍ、成長圧力が１〜３００Ｔｏｒｒ、および成長温度が７００〜１５００℃において、反射器膜は通常成長し、好適には、キャリヤーガスである窒素（Ｎ２）の流量が５０〜５５００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）の流量が０〜３００ｓｃｃｍ、成長圧力が１０〜２５０Ｔｏｒｒ、および成長温度が８００〜１３００℃、さらに好適には、キャリヤーガスである窒素（Ｎ２）の流量が１００〜５０００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）の流量が０〜２００ｓｃｃｍ、成長圧力が５０〜２２０Ｔｏｒｒ、および成長温度が９００〜１１００℃である。さらに、反射器膜の厚さは、本発明の効果が損なわれない限り特に制限がないが、ＧａＮまたはＡｌＮのいずれかの厚さは、通常１／４（１±２０％）波長である（（１±２０％）は、厚さのばらつきが０〜２０％の範囲で増加または減少することが許容されることを意味する）。また、ＡｌＮ／ＧａＮ層対の合計厚さは１／２波長である。好適には、クラックの発生を抑制するために、ＧａＮの厚さは規準の１／４波長より５％大きく、ＡｌＮの厚さは規準の１／４波長より５％少ない。
このように、クラックのない分布ブラッグ反射器が本発明により達成される。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例を以下に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３３】
実施例１：ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入する分布ブラッグ反射器の作製
本方法を示す図１を参照すると、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入する分布ブラッグ反射器を、有機金属化学気相エピタキシー法により成長させる。
最初に、エピ対応のサファイヤ基板をＭＯＣＶＤ反応室内に置く。基板表面の不純物を５分間高温（１１００℃）水素雰囲気において除去し、その後成長温度を５００℃に下げて厚さ３０ｎｍのバッファ層を成長させた。次に、成長圧力が２００Ｔｏｒｒで回転速度が９００ｒｐｍにおいて、厚さ３μｍのＧａＮ層をバッファ層の上に成長させた。
【００３４】
それに引き続いて、水素を伴う窒素環境中においてＤＢＲ構造が成長された。キャリヤーガス流量（Ｈ２／Ｎ２）が４２００／１００ｓｃｃｍ、成長圧力が１００Ｔｏｒｒ、および成長温度が１１００℃であった。各層が確実に１／４波長の厚さとなるように、膜測定器により測定した成長速度に応じて成長時間を制御した。好適には、クラック発生を抑えることを容易にするために、ＧａＮの厚さは規準の１／４波長より５％大きく、ＡｌＮの厚さは規準の１／４波長より５％少なくした。
【００３５】
【表１】
0004511473.tif 000002
【００３６】
反射器膜の成長条件を上の表１に示した。ＮＨ３流量が０〜７０００ｓｃｃｍ、ＴＭＧａ流量が１２ｓｃｃｍ（ソースの温度は−５℃）、およびＴＭＡｌ流量が８０ｓｃｃｍソースの温度は１０℃）であった。流量はソース温度に依存した。合計で５対のＡｌＮ／ＧａＮ反射器膜を成長させた。さらに、ひずみ解放層を成長させた。成長条件は、反射器膜と同じであった。ひずみ解放層は、ＧａＮおよびＡｌＮの一対以上からなる超格子（厚さは１／４波長）と１／４波長のＧａＮ層とから構成された。成長条件は、上記に示したものと同じであった。超格子の各組は５．５層のＡｌＮとＧａＮから構成され、ＧａＮ／ＡｌＮ超格子挿入層はもう１つのＡｌＮ層により終了してＡｌＮ層からＧａＮ層に変化する界面を区別した。超格子挿入時の各層の厚さは、成長時間により約３〜５ｎｍに制御された。
【００３７】
その後に、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子が挿入された状態で得られた分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）サンプルを、光学顕微鏡とＡＦＭにより観察してクラックの存在を確認した。ＡｌＮ／ＧａＮ超格子が挿入された状態におけるＤＢＲ中の個々の層の厚さは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）により詳細に調べた。反射特性は、室温での垂直入射により、ｎ&ｋ可視紫外分光計を用いて評価した。
【００３８】
図２（ｂ）はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲの倍率５０倍の光学顕微鏡像を示す。ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲサンプルの表面では、クラックが観察されなかった。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定したＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲサンプルの表面を図３に示す。スペクトル線の輪郭にクラックは観測されない。図４（ａ）と図４（ｂ）は、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲサンプルのＴＥＭ断面像を示す。明るい層はＡｌＮ層を表し、暗い層はＧａＮ層を表す。図４（ａ）において、ＴＥＭ像にクラックがない。図５の実線はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲサンプルの反射率スペクトルを表し、点線はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入しないＤＢＲサンプルを表す。ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲサンプルは、３９９ｎｍの中心波長において９７％のピーク反射率を持ち、ストップバンドの幅は１４ｎｍまでであることがわかる。一方、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入しないＤＢＲサンプルのピークの反射率は９２％であった。主にクラックの存在により反射率が減少する。
【００３９】
比較例１:
ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入しない実際の別のサンプルを同じ成長パラメータで成長させた。その結果、図２（ａ）に示すような２０対のＡｌＮ／ＧａＮ超格子が挿入されないＤＢＲサンプルの表面においてクラックが観測された。その反射率スペクトルを図５中の点線で示す。
【００４０】
実施例と比較例との結果の比較から、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入した本実施例の表面にはクラックがないが、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子が挿入されない比較例の表面にはクラックがあることがわかる。
【００４１】
さらに、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子の挿入により、表面での反射率が向上する。例えば、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入したＤＢＲの反射率は９７％であり、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子が挿入されない比較例の反射率（わずか９２％）よりもはるかに高い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、有機金属化学気相エピタキシー法によりＡｌＧａＮ／ＡｌＮ、ＧａＡｌＮ／ＧａＮ、およびＡｌＮ／ＧａＮ層をＡｌＮ／ＧａＮ反射器中に挿入して、反射器表面でクラックが観察されないようにひずみを抑制することが可能であり、表面粗さは２．５ｎｍにまで減少する。３９９ｎｍの中心波長でのピーク反射率は９２％から９７％に増加する。
【００４３】
従って、本発明は、従来技術で使用される分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）において存在する課題を解決し、さらに本発明は、垂直空洞面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）用ＤＢＲの製造方法を提供する。この技術は、高反射で広ストップバンド幅のIII族窒化物基ＤＢＲが必要なIII族窒化物基ＶＣＳＥＬの製造に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、３つのひずみ解放層を有する２０対のＡｌＮ／ＧａＮの概略的なＤＢＲ構造を示す。
【図２】図２（ａ）はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入しない分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）サンプルの倍率５０倍の平面視光学顕微鏡像を示し、図２（ｂ）はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を有する分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）の倍率５０倍の平面視光学顕微鏡像を示す。
【図３】図３は、ＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入した分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）サンプルのＡＦＭ像を示す。スペクトル線の輪郭にクラックは観測されないが、表面は粗い。
【図４】図４（ａ）はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入した分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）サンプルのＴＥＭ断面像を示し、図４（ｂ）は１組の超格子の拡大断面像を示す。
【図５】図５は反射率スペクトルを示し、実線はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入した分布ブラッグ反射器サンプルを表し、点線はＡｌＮ／ＧａＮ超格子を挿入しない分布ブラッグ反射器サンプルを表す。
【図１】
0004511473.tif 000003
【図５】
0004511473.tif 000004
【図２】
0004511473.tif 000005
【図３】
0004511473.tif 000006
【図４】
0004511473.tif 000007